CN108045390A - 宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种宽轨地铁车轴箱内置式转向架，采用轴箱内置式结构，一系悬挂装置采用准转臂式定位，将螺旋钢弹簧组与转臂定位橡胶关节对称布置在轴箱体的两侧，并通过转臂定位橡胶关节进行刚度匹配，二系悬挂采用空气弹簧、垂向减振器、横向减振器、抗侧滚扭杆等,降低振动和冲击，提高乘坐舒适性。基础制动装置采用轴装盘式制动单元，布置在车轮外侧；牵引电机全架悬，齿轮传动为二级减速传动；轴端装有适配器，为速度传感器提供安装接口。本发明解决了印度地铁1676mm宽轨距、第三轨与走行轨距离过近所导致的转向架无法布置受流器的问题，降低了转向架扭曲刚度及左右两侧一系悬挂的横向跨距，改善了曲线通过性能，结构紧凑，功能完备，能保证车辆的安全运营。

Description

宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架
技术领域
本发明属于轨道交通车辆技术领域，尤其是涉及一种宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架。
背景技术
目前国内外地铁车辆运行线路的轨距普遍为1435mm标准轨距，经过长时间的实际运用，形成了比较成熟的转向架结构，现有的转向架普遍采用轴箱外置式结构，将轴箱布置在车轮的外侧。但世界上仍有一些国家的轨道线路采用宽轨轨距，比如1520mm、1600mm，以及1676mm。
印度地铁为1676mm宽轨距，第三轨受流。轮对内侧距1600mm，第三轨中心与走行轨轨道中心的横向距离仅为1490mm，距离过近，转向架的横向布置空间非常紧凑。若按照现有的轴箱外置式结构进行转向架设计，将轴箱布置在车轮外侧，如图1所示，轮对内侧距1600mm，车轮宽度135mm，构架侧梁与车轮间隙50mm(考虑轴箱设计)，侧梁宽度185mm，经过计算，侧梁外立板距离第三轨中心线320mm，距离三轨防护罩235mm，其中还需要在受流器与三轨防护罩之间设置至少20mm的安全距离，转向架在如此小的横向空间内布置受流器及其安装座是非常困难的，只有在转向架的结构上进行改变。
转向架是支撑车体并承受各种载荷及作用力、传递牵引力和制动力的支撑走行装置，是地铁车辆零部件当中非常重要的部件，既要保证列车能够正常稳定地运行,又要具有一定的强度和刚度，如何设计一个结构紧凑，功能完备，承载能力强，能满足印度地铁1676mm宽轨距要求的转向架是本发明要解决的问题。
因此，本发明提出一种宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架，能够解决印度地铁1676mm宽轨距、第三轨与走行轨距离过近导致的转向架无法布置受流器的问题，且结构紧凑，功能完备，承载能力强，满足车辆运用所需要的强度和动力学性能要求。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的，本发明一种宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架，其结构特点是：其构架为H形结构，侧梁为中部下凹式箱型结构并设置在车轮的内侧，两根横梁穿过连接座与侧梁垂直过渡连接，并延长到侧梁的外侧呈外悬臂结构，横梁外悬臂结构的上部设有空气弹簧座，在空气弹簧座的侧面设有受流器安装座和二系垂向减振器座，其中一根横梁钢管内部用于贯穿扭杆，横向止挡座安装在侧梁中部的内侧面上，制动吊座安装在制动管梁上，制动管梁固定在侧梁上并与横梁平行；牵引电机固定在横梁上；轴箱及一系悬挂装置采用准转臂式定位方式固定在侧梁悬臂的下侧和车轮的内侧；位于构架中心部位的牵引装置采用中央牵引销方式，连接车体与转向架；二系悬挂装置上的空气弹簧位于构架侧梁中心的上部；受流器安装于侧梁中部的受流器安装座上；基础制动装置采用轴装盘式制动单元，轴装制动盘安装在车轮的外侧；轴端装配中的定位杆安装在构架上，定位杆上连接的适配器固定在车轴的端部。
为了更好地实现本发明的目的，一系悬挂采用螺旋钢弹簧组加并联的垂向减振器的方式，将螺旋钢弹簧组与转臂定位橡胶关节左右对称布置在轴箱体的两侧，弹性止挡安装在轴箱体的顶部。
为了更好地实现本发明的目的，所述牵引装置的上牵引体与中心销过盈配合，在上牵引体上集成设置二系横向减振器座，二系横向减振器座与上牵引体过盈配合，上牵引体的下部“Z”形布置的牵引拉杆两端装有橡胶球关节。
为了更好地实现本发明的目的，所述的驱动传动装置包括牵引电机、齿轮箱和联轴节，牵引电机、齿轮箱的吊杆都固定在横梁上，齿轮箱本体安装在车轴上，联轴节的一端连接电机、另一端连接齿轮箱，牵引电机全架悬，齿轮箱为分体式结构。
为了更好地实现本发明的目的，所述的轮对包括车轴及其两端上的车轮、安装在车轮内外侧轮辋上的降噪阻尼环及安装在车轮外侧的轴装制动盘，车轮为整体辗钢车轮。
为了更好地实现本发明的目的，所述的二系悬挂装置中采用的空气弹簧为大曲囊沙漏簧。
本发明的有益效果是，由于本转向架是将构架侧梁布置在车轮内侧，增加了侧梁与第三轨及其防护罩的横向空间，解决了印度地铁1676mm宽轨距、第三轨与走行轨距离过近所导致的转向架无法布置受流器的问题，对于轨距1676mm，最大轴重17t，第三轨受流的宽轨地铁转向架的设计给出了完整的轴箱内置式转向架的设计方案，该轴箱内置式转向架不仅能够降低转向架扭曲刚度，还提高了适应线路扭曲不平顺的能力，降低了左右两侧一系悬挂的横向跨距，减小了转向架摇头刚度，改善了曲线通过性能，结构紧凑，功能完备，能保证车辆的安全运营。
附图说明
图1是现有技术中转向架的横向布置示意图；
图2是本发明宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架结构示意图；
图3是本发明宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架构架结构示意图；
图4是本发明宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架所用的驱动传动装置结构示意图；
图5是本发明宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架所用的轴箱及一系悬挂装置结构示意图；
图6是本发明宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架所用的牵引装置结构示意图；
图7是本发明宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架所用的轮对结构示意图；
图8是本发明宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架所用的轴端装配结构示意图。
图中：1-构架；11-侧梁；12-横梁；13-连接座，14-空气弹簧座；15-受流器安装座；16-垂向减振器座；17-制动吊座；18-制动管梁；19-横向止挡座；2-驱动传动装置；21-牵引电机；22-齿轮箱；23-联轴节；3-轴箱及一系悬挂装置；31-螺旋钢弹簧组；32-橡胶减振垫；33-垂向减振器；34-弹性止挡；35-转臂定位橡胶关节；36-轴箱体；4-牵引装置；41-上牵引体；42-中心销；43-二系横向减振器座；44-牵引拉杆；45-橡胶球关节；5-二系悬挂装置；6-轮对；61-车轴；62-车轮；63-降噪阻尼环；64-轴装制动盘；7-受流器；8-基础制动装置；9-轴端装配；91-适配器；92-定位杆。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，现以实施例的方式对本发明的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：参见附图2和图3，本发明提供的一种宽轨地铁车轴箱内置式转向架，主要包括构架1、驱动传动装置2、轴箱及一系悬挂装置3、牵引装置4、二系悬挂装置5、轮对6、受流器7、基础制动装置8、轴端装配9等部件，该转向架轴箱为内置式，其构架1为H形结构焊接构架，侧梁11为中部下凹式钢板焊接的箱型结构并设置在车轮62的内侧，横向跨距变小，提高了构架1的整体刚度。两根横梁12穿过连接座13与侧梁11垂直过渡连接，并延长到侧梁11的外侧呈外悬臂结构，横梁12为无缝钢管，两根横梁12之间不用设置连接小纵梁，横向止挡座19直接焊在侧梁11中部的内侧面上；横梁12外悬臂结构的上部设有空气弹簧座14，在空气弹簧座14的侧面设有受流器安装座15和二系垂向减振器座16，其中一根横梁12钢管内部用于贯穿扭杆。二系悬挂装置5包括空气弹簧、横向止挡、安全钢索、抗侧滚扭杆、二系垂向减振器、二系横向减振器等；空气弹簧位于构架1侧梁中心的上部。二系悬挂装置5能降低振动和冲击，提高乘坐的舒适性；所用的空气弹簧采用大曲囊沙漏簧，具有低横向刚度，能提高车辆的舒适度。受流器7带过载保护功能，安装于侧梁11中部的受流器安装座15上。基础制动装置8采用轴装盘式制动单元，轴装制动盘64安装在车轮62的外侧，转向架每轴两套基础制动单元，其中一套带有停放制动功能，在转向架上采用斜对称布置。
参见图4，驱动传动装置2包括牵引电机21、齿轮箱22和联轴节23，牵引电机21固定在横梁12上，齿轮箱22的吊杆固定在横梁12上，齿轮箱22本体是安装在车轴上，联轴节23的一端连接电机、一端连接齿轮箱22，牵引电机21全架悬，动力传输形式是从牵引电机21的输出轴到联轴节23、齿轮箱22的输入轴，再通过齿轮传动传递给轮对6，齿轮箱22为分体式结构，二级减速传动。制动吊座17安装在制动管梁18上，制动管梁18焊接固定在侧梁11上并与横梁12平行。
参见图5，轴箱及一系悬挂装置3采用准转臂式定位方式，固定在侧梁11悬臂的下侧和车轮62的内侧，一系悬挂采用螺旋钢弹簧组31加并联的垂向减振器32的方式，将螺旋钢弹簧组31与转臂定位橡胶关节35左右对称布置在轴箱体36的两侧，螺旋钢弹簧组31下方串联橡胶减振垫32，可以起到良好的缓冲和减振的作用，有利于车辆的动力学性能，弹性止挡34安装在轴箱体36的顶部，起到垂向限位的作用，确保行车安全。结构上将螺旋钢弹簧组31与转臂定位橡胶关节35对称布置在轴箱体36的两侧，使螺旋钢弹簧组31获得了较大的垂向安装空间，解决了较小的一系垂向刚度、较大的空重车一系挠度和较小的一系垂向安装空间之间的矛盾，并通过调节螺旋钢弹簧组31的垂向刚度和转臂定位橡胶关节35的三向刚度，来调节一系悬挂的三向合成刚度，使车辆具有良好的动力学性能。
参见图6，位于构架1中心部位的牵引装置4采用中央牵引销方式，连接车体与转向架，上牵引体41与中心销42过盈配合，在上牵引体41上集成设置了二系横向减振器座43，二系横向减振器座43与上牵引体41过盈配合，上牵引体41的下部“Z”形布置的牵引拉杆44的两端装有橡胶球关节45，实现了车体与构架之间垂向的相对运动，缓和了纵向牵引和制动时的冲击，提高了列车牵引和制动时的运行舒适性。
参见图7，轮对6包括车轴61及其两端上的车轮62、安装在车轮62内外侧轮辋上的降噪阻尼环63及安装在车轮62外侧的轴装制动盘64，采用满足EN13262标准的、材质为ER7的整体辗钢车轮，直径Φ860mm，车轮62上安装降噪阻尼环63，内外侧轮辋各安装一根，用来降低轮轨间的高频噪声。车轴61满足EN13261标准，材质为EA4T。
参见图8，轴端装配9包含适配器91、定位杆92等，适配器91提供牵引、制动及信号系统速度传感器的安装接口，适配器91固定在车轴61的端部，适配器91的外壳连接定位杆92通过螺栓安装固定在构架1上。
本发明宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架，将轴箱和构架侧梁布置在车轮内侧，增加了侧梁与第三轨及其防护罩的横向空间，解决了印度地铁1676mm宽轨距、第三轨与走行轨距离过近导致的转向架无法布置受流器的问题。对于宽轨地铁转向架的设计提出了完整的轴箱内置式转向架方案。轴箱内置式转向架能够降低转向架扭曲刚度，提高适应线路扭曲不平顺的能力；降低左右两侧一系悬挂的横向跨距，减小转向架摇头刚度，改善曲线通过性能。本发明宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架结构紧凑，功能完备，承载能力强，其强度满足车辆最大17t轴重的要求。

Claims (6)

1.一种宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架，其特征在于：构架(1)为H形结构，侧梁(11)为中部下凹式箱型结构并设置在车轮(62)的内侧，两根横梁(12)穿过连接座(13)与侧梁(11)垂直过渡连接，并延长到侧梁(11)的外侧呈外悬臂结构，横梁(12)外悬臂结构的上部设有空气弹簧座(14)，在空气弹簧座(14)的侧面设有受流器安装座(15)和二系垂向减振器座(16)，其中一根横梁(12)钢管内部用于贯穿扭杆，横向止挡座(19)安装在侧梁(11)中部的内侧面上，制动吊座(17)安装在制动管梁(18)上，制动管梁(18)固定在侧梁(11)上并与横梁(12)平行；牵引电机(21)固定在横梁(12)上；轴箱及一系悬挂装置(3)采用准转臂式定位方式固定在侧梁(11)悬臂的下侧和车轮(62)的内侧；位于构架(1)中心部位的牵引装置(4)采用中央牵引销方式，连接车体与转向架；二系悬挂装置(5)上的空气弹簧位于构架(1)侧梁中心的上部；受流器(7)安装于侧梁(11)中部的受流器安装座(15)上；基础制动装置(8)采用轴装盘式制动单元，轴装制动盘(64)安装在车轮(62)的外侧；轴端装配(9)中的定位杆(92)安装在构架(1)上，定位杆(92)上连接的适配器(91)固定在车轴(61)的端部。
2.根据权利要求1所述的宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架，其特征在于：一系悬挂采用螺旋钢弹簧组(31)加并联的垂向减振器(32)的方式，将螺旋钢弹簧组(31)与转臂定位橡胶关节(35)左右对称布置在轴箱体(36)的两侧，弹性止挡(34)安装在轴箱体(36)的顶部。
3.根据权利要求1所述的宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架，其特征在于：所述牵引装置(4)的上牵引体(41)与中心销(42)过盈配合，在上牵引体(41)上集成设置二系横向减振器座(43)，二系横向减振器座(43)与上牵引体(41)过盈配合，上牵引体(41)的下部“Z”形布置的牵引拉杆(44)两端装有橡胶球关节(45)。
4.根据权利要求1所述的宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架，其特征在于：驱动传动装置(2)包括牵引电机(21)、齿轮箱(22)和联轴节(23)，牵引电机(21)、齿轮箱(22)的吊杆都固定在横梁(12)上，齿轮箱(22)本体安装在车轴上，联轴节(23)的一端连接电机、另一端连接齿轮箱(22)，牵引电机(21)全架悬，齿轮箱(22)为分体式结构。
5.根据权利要求1所述的宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架，其特征在于：轮对(6)包括车轴(61)及其两端上的车轮(62)、安装在车轮(62)内外侧轮辋上的降噪阻尼环(63)及安装在车轮(62)外侧的轴装制动盘(64)，车轮(62)为整体辗钢车轮。
6.根据权利要求1所述的宽轨地铁车辆轴箱内置式转向架，其特征在于：所述的二系悬挂装置(5)中采用的空气弹簧为大曲囊沙漏簧。
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